第六章_氧化反应__6.3

2020年2月16日星期日1药物合成基础第六章氧化反应6.4含烯键化合物的氧化反应6.4含烯键化合物的氧化反应6.4.1烯键的环氧化反应1.,-不饱和羰基化合物的环氧化,-不饱和羰基化合物的碳碳双键，在碱性条件下与过氧化氢、叔丁基过氧化氢反应，得到环氧化产物+CCCOROOCCCOOROCCCOOOR2020年2月16日星期日2OOH2O2/NaOH/MeOHOOZ和E型得到的E构型的产物OH2O2/NaOH-15o-0oOO92%2020年2月16日星期日3OH2O2/NaOH/MeCOMeOOOHOOt-BuOOH/NaOH/MeCOMepH10.5COOC2H5COOC2H5H2O2/NaOHpH8.5-9.0COOC2H5COOC2H5O82%2020年2月16日星期日4HONIBr手性季铵盐R1R2OLiOH/手性季铵盐(5mol%)R1R2O30%H2O2/(3eq.)n-Bu2OR1R2Ph4-MePhPhPh3-MePhPh产率(%)%ee9589978410092NNNNFeONNMnOClHHP450活性中心(R,R)-salen-Mn(III)配合物ONNMnOClHHOH2O2氧合-salen配合物仿生催化剂PhCOOEt(R,R)-salen-Mn(III)配合物PhCOOEtO(56%)95-97%ee2020年2月16日星期日5R2R3R4R1R2R3R4R1OR2R3R4R1O环氧化反应＋对应体Salen-Mn(III)配合物催化顺式烯烃具有较高的ee值，对反式烯烃环氧化，对应体选择性较差见p3212.不与羰基共轭的烯键的环氧化(1)过氧化氢或过氧化氢烷作氧化剂常在过渡金属配合物(V、Mo、W、Cr、Mn、Ti)的催化下进行2020年2月16日星期日6①烯烃的环氧化最有效的催化剂是Mo(CO)6,常用过氧化氢烷(ROOH)作氧化剂过氧化氢烷的结构影响反应速度，烷基上存在吸电子基可增大反应速度：COOHMeMeMeCOOHMeMeCOOHMeMeMet-BuOOH/Mo(CO)6OO+92%8%t-BuOOH/Mo(CO)6O+O80%20%主要发生在取代基较多的双键2020年2月16日星期日7OMo(CO)6ROOH常为顺式环氧化考题②烯丙醇双键的环氧化(Sharpless反应)OHOHOROOH/PhH/VO(acac)2MnO2Collins试剂KMnO42020年2月16日星期日8ROOH/V(cat.)OMnO2Collins试剂K2CrO4CANSeO2KMnO4其它见书p3222020年2月16日星期日9OCH3COOOHOOH2O2/C6H5CNKHCO3/MeOHOO注意羰基的插入反应和烯键环氧化的反应条件③腈存在下的双键环氧化机理见p3232020年2月16日星期日10(2)有机过氧酸作氧化剂H2O2+(CF3CO)2OCF3COOOHCF3COOH+有机过氧酸常有酸酐与过氧化氢制备：如与碱性的过氧化氢不同，有机过氧酸氧化烯键有高度的立体选择性，原烯烃的构型不变(即顺式加成)，烯烃的Z、E型被有机过氧酸氧化后分别得到不同的产物C6H5COOOH(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7OHH(CH2)7COOHH3C(H2C)7C6H5COOOHHH(CH2)7COOHH3C(H2C)7O2020年2月16日星期日116.4.2烯键的氧化成1,2-二醇1.顺式羟基化常用氧化剂：高锰酸钾、四氧化锇或碘－湿醋酸银(1).高锰酸钾为氧化剂常用的反应条件：用水或含水有机溶剂(丙酮、乙醇或叔丁醇)作溶剂，1－3％的高锰酸钾溶液,pH12以上(碱性)，低温KMnO4/H2O/NaOH(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7OHOHKMnO4/H2O/H2SO4pH=9(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7OOH(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7OHO?2020年2月16日星期日12KMnO4/t-BuOH/H2O/NaOH0oOHOHKMnO4/H2OCHOCHOCOOHCOOHKMnO4/HR1R2HHKMnO4R1R2OOMnOOHHH2OR1R2HOOMnOOHHOHR1R2HOOHHHR1R2OOMnO2HHKMnO4Hbaa,baR1R2HOOHHbR1CHO+R2CHO+MnO3R1COOH+R2COOH2020年2月16日星期日13(2).四氧化锇为氧化剂四氧化锇为顺式氧化剂R1R2HHOsO4R1R2OOOsOOHHH2OR1R2HOOHHHPyPyPyHOOHOsOO+(3).碘－湿醋酸银为氧化剂IH2OOIIIAgOOMeOOMeAgI+MeOMeAgOOMeOOOHHOOHOCH3OH2OHOOHPrévost试剂Woodward法2020年2月16日星期日142.反式羟基化过氧酸氧化的氧化常得反式1,2-二醇CH3COOHR1R2RR3CH3COOOHR1R2RR3OCH3COOHR1R2RR3OHOCOCH3R1R2RR3OHOHH(1).有机过氧酸为氧化剂(2).碘－无水醋酸银为氧化剂Prévost试剂1.I2/CH3COOAg/PhH(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7(CH2)7COOHHHH3C(H2C)7OH2.KOH/C2H5OH/H2OHOPrévost反应与环氧化比较差别2020年2月16日星期日156.4.3烯键的断裂氧化1.用高锰酸钾氧化烯键断裂成碳基化合物或酸KMnO4/冠醚/Ph-HCOOH25o97%2.臭氧分解烯键断裂成碳基化合物或酸CH2KMnO4/NaIO4/Me2CO/H2O5-25o100%OO3/MeCOOH/四氰乙烯－70oOOOC(CN)2C(CN)2+其它例子见书p3292020年2月16日星期日166.4.4Wacker反应在氯化钯、氯化铜存在下，通空气将烯烃转化为醛或酮的反应称为Wacker反应+1/2O2PdCl2/CuCl2OOHC(OEt)3OEtEtOPTSEtOEtOOO1).NaH2).Me3SiClOMeOSiMe3Me1).O32).H2/Pd1).O3/MeOH2).Me2SHOOOMe其它例子见Page3302020年2月16日星期日176.5芳烃的氧化反应6.5.1芳烃的氧化开环当芳环上有给电子基时，如氨基、羟基等，芳环易开环，但产物复杂，合成意义不大OHKMnO4HOCOOHHOCOOH若为稠环化合物，苯环常开环NNKMnO4/H2ONNCOOHCOOHNO2KMnO4COOHCOOHNO2NO2HOClClKMnO4COOHCOOHCl2020年2月16日星期日18用催化量的四氧化钌和过碘酸钠混合试剂可激烈进攻苯环，而不影响侧链烷基OHOHOOCHOOCORuO4/NaIO4OHRuO4/NaIO4COOHRuO4/NaIO4COOHCOOHRuO4/NaIO4COOHHOOC2020年2月16日星期日19O3/MeOH-50oOOHOHHOMeHCOOHorNaOHCOOHCHO73-88%CHOCHO53-68%Me2SorPh3PCOOHCOOH86-88%H2O2/HCOOHorH2O2/NaOH稠芳环的臭氧化开环是合成芳香醛衍生物的有效方法1)O3/MeOH,-30o2)KI/NaI/AcOH,r.t0.5~1hCHOCHOCOOHCHO2)HCl,r.t.1h3)NaOH/EtOH,reflux15min2020年2月16日星期日206.5.2芳烃氧化成醌1.铬酸为氧化剂苯或烃基苯很难氧化成醌，萘与蒽、菲则易于氧化CrO3/HOAc/H2OOOOOCrO3酚、芳胺类易被氧化成醌NH2Na2Cr2O7/H2SO4OOHOHNa2Cr2O7?H2O/H2SO4/H2OOO其它见p3332020年2月16日星期日212.三氯化铁、高铁氰化钾、氧化银等为氧化剂OHOHFeCl3/MeOH/HClOOOHOHHOOHCH2CH2NH2CH2NH2K3Fe(CN)6/NaHCO3OOCH2CH2NH2CH2NH2ONCH2CH2NH2HONHCH2CH2NH2OHOHAg2OOO2020年2月16日星期日22OHOHAg2OOO3.Frémy盐为氧化剂OHONSO3KSO3K+OHONSO3KSO3K+亚硝基二磺酸钾盐FremyOHONSO3KSO3K+OHONKO3SKO3SOOHNKO3SKO3S+2020年2月16日星期日236.5.3芳环的酚羟基化Elbs氧化法引入酚羟基：即过二硫酸钾在冷碱溶液中将酚羟基氧化，在原有酚羟基的邻对位引入酚羟基OHK2S2O8/NaOHOHOSO3KOHOHH3O其它例子见书P3352020年2月16日星期日246.5.4稠芳环与氧Diels-Alder反应PhPhPhPhOOH2O2/KOH/H2O/PhCl/Br2r.t.93%OO+OOh/MeOHr.t.18min2020年2月16日星期日256.6脱氢反应脱氢反应：从分子中移去一对或几对氢形成不饱和化合物OSeO2/t-BuOHO6.6.1羰基的,-脱氢反应1.二氧化硒为脱氢剂OOOOSeO2/H2O2020年2月16日星期日26R'RH2CHOH+SeO2R'RH2CHOSeOOHR'RHCOOSeOHHR'RHCOH2O++SeO2.醌类为脱氢剂OOClClClClOOClClCNCNDDQ氯醌常用的四氯苯醌、2,3-二氯-5,6-二氰苯醌2020年2月16日星期日27OOHDDQ/C6H66hOOH3.有机硒为脱氢剂O1.LDA/THF/-78o2.C6H5SeBrO1.LDA/THF/-78o2.C6H5SeClO3.H2O2O其它例子见书p3382020年2月16日星期日286.6.2脱氢芳构化1.催化脱氢催化脱氢是催化氢化的逆过程，常使用铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)作催化剂OOPd-C/H22.DDQ作脱氢剂DDQ2020年2月16日星期日293.其它氧化剂为氢化剂NHN过量MnO2/PhH还可用VO(OR)X2,Br2,H2O2等作脱氢剂6.6.3脱氢偶联其它例子见p340RCCH+1/2O22RCCCRC2020年2月16日星期日306.7胺的氧化反应NH2NHOHNONO2NOH6.7.1伯胺的氧化MeCOOOHNH2过量NOMeCOOOH冷NNO2020年2月16日星期日31MeCOOOHNH2OCH3MeCOOHNO2OCH3ArNH2MnO2ArNNArRCH2NH2MnO2过量RCHOCH2NH2Ag2O/H2O25~70oCCN2020年2月16日星期日326.7.2仲胺的氧化NHNOHNORCH2NHRRCH2NROHRHCN-RO氧化剂常为过氧化氢、过氧酸等，产物为烃基羟胺，硝酮例子见p342-3432020年2月16日星期日33NCH31).MnO2NCH2OHMnO2NCHONCH2R2).NCHROHNHRCHO+NCH2CH2R3).NHCCHRNCHORCHO+例子见书P343-3446.7.3叔胺的氧化氧化剂不同，叔胺的产物不同，活性二氧化锰有三种常见氧化方式：2020年2月16日星期日346.8其它氧化反应6.8.1卤化物的氧化ClKMnO4/NaOH/Et4NBr/CH2Cl2OBrSO+OS+HBr+经过锍盐中间体例子见书P344-346DMSO法:氧化胺法CH2BrNOCHO其它方法2020年2月16日星期日356.8.2磺酸酯的氧化伯醇和仲醇的磺酸酯均可被二甲亚砜氧化成羰基化合物BrTsOAg/MeCNOTsDMSO/NaHCO3150o,3minCHO6.8.3硫醇和硫化物的氧化硫醇和硫化物的氧化产物与所用氧化剂有关SHI2/NaOH/H2OSS2020年2月16日星期日36sMeCOOOH-12osOMeCOOOHsOO其它例子见书P346－349SMnO2SOSHMeCOOOH(